Leistung und Energie berechnen?
Am Niagara-Wasserfall stürzen pro Sekunde 20 000 l Wasser 50 m tief hinunter. Berechne die potenzielle Energie des Wassers in einer Sekunde und die Leistung des Wasserfalls. Kann mir bitte schnell jemand bei dieser Aufgabe helfen weil ich brache die bald und verstehe sie nicht:(
3 Antworten
- Potentielle Enerige rechnet sich aus E = m * g * h, die Formel kennst du viellleicht oder hast sie in einer Formelsammlung.
- Wenn also 20'000 liter (=kilogramm) Wasser 50m runterfallen, ändert sich deren Energie um 20'000*9,81*50. Das ist auch die Energie, welche sie theoretisch "haben" oder abgeben könnten (theoretisch! Praktisch nutzbar wäre weniger)
- Das ist gerade die "Energie des Wassers" in einer Sekunde, weil sich die 20'000 ja auf 1s beziehen. In Joule.
- Leistung ist immer Energie durch Zeit. (Als Einheit ist Watt gesucht, und Watt ist ja 1 Joule pro Sekunde.) Also nur die Energie durch die Zeit teilen und schon hast du die Watt... Erstaunliches Resultat, was fällt dir auf?
Leistung = Energie [Joule] / Zeit [Sekunden] in Einheit Watt
Potentielle Energie: E_pot = m x g x h in Einheit Joule
Die Masse von Wasser kannst du aus dem Volumen in Liter ausrechnen. Die Höhe ist gegeben und der Ortsfaktor auf der Erde praktisch konstant. Damit kannst du alles berechnen.
wir gehen hier mal davon aus, dass ein liter auch einem kg entspricht.
das ist relativ genau, aber eben nicht ganz genau. hängt von der wassertemperatur ab.
das ist die formel zum berechnen der arbeit. g steht dabei für die gravitationskonstante. hier auf der erde, wo auch die niagarafälle sind, sind das ungefähr 9,81 m/s^2 das ist auch der wert mit dem üblich gerechnet wird.
m ist die masse in kilogramm das haben wir ja eben schon geklärt und h die höhe in metern.
dem entsprechend haben wir es hier mit _____ wattsekunden pro sekunde zu tun.
und wenn wir die wattsekuden durch die sekunden teilen, dann bekommen wir watt heraus. die sekunden kürzen sich weg.
du siehst? kein hexenwerk.
lg, anna